양자컴퓨터는 무엇이 대단한가? (1/4)

양자컴퓨터는 무엇이 대단한가? (1/4)

-NASA와 Google이 세상의 공기를 바꾸었다.-

 

 

 

 

양자컴퓨터라고 하면 차세대의 컴퓨터이다. 실태는 잘 알지 못하면서 무엇인지 엄청난 가능성을 비장하고 있다. 그런 이미지가 선행하는 가운데 <양자컴퓨터는 결코 만능이 아니다. 그러나 두드러진 에너지의 절략이 있고 미래를 바꿀 수 있는 가능성을 비장하고 있다>고 말하는 것이 도호크(東北)대학대학원 정보과학연구과의 오세키마사유키(大関真之) 교수이다.

오세키 교수는 양자컴퓨터를 활용하여 사회의 과제해결에 도전하는 벤쳐를 기업하고 메이커와의 공동연구도 진행하고 있다. 양자컴퓨터는 세계의 미래를 어떻게 바꿀 것인가. 아직 변혁을 실현하기 위해서는 어떤 연구가 필요한가. <연구는 늘 즐겁다.>고 말하는 오세키 교수에게 차세대 컴퓨터가 비장한 가능성을 물어본다.

 

양자컴퓨터의 뛰어난 점은

자료 : ‘양자 켬퓨터’가 바꾸는 미래’ 참고

 

문 ===양자컴퓨터는 양자역학의 현상을 이용하여 계산한다고 한다. 그러나 구체적으로 어떤 것인지 설명할 수 있는가 하면 거의 모든 사람이 주저한다고 한다.

 

답====양자컴퓨터를 간단히 정의한다면 <양자역학의 기본원리인 ‘양자의 겹쳐 맞춤‘거기에 <간섭>을 활용한 컴퓨터>가 된다. 종래의 컴퓨터는 2진법에 기초하여 <0>과 <1>의 2개의 비트를 써서 계산하여왔다. 이에 대하여 양자컴퓨터로는 비트의 개념을 확장한 양자비트를 이용하여 계산한다. 이 양자 비트는 흔히 <0>과 <1>의 겹쳐 맞춤 상태라고 표현되어 <0>이기도 하고 <1>이기도 한 상태라고도 말한다. 여기서 “그것은 도대체 무엇을 의미하고 있는지?”라고 이어서 오지 않는 케이스가 많을 것이다.

 

문=== 확실히 <0>과 <1>의 겹쳐 맞춤이라고 말하는 단계에서 <?>마크가 점등한다.

 

답====양자컴퓨터에서도 최종적인 답은 종래의 컴퓨터와 같은 <0>이거나 <1>로 하여 나온다. 이것이 중요 포인트이다. 그러면 양자컴퓨터는 종래의 컴퓨터와 어디가 다른가 하면 도중의 계산과정이 다르다.

종래의 컴퓨터는 <0>과 <1> 그대로 계산하고 있다. 이것은 도중의 계산단계에서는 항상 <0>이나 <1>의 어느 것인지를 경유하지 않으면 안 되는 것을 의미한다. 실제로는 <0><1>는 스위치의 바꿈에 의한 전류의 온(on), 오프(off)이다.

이에 대하여 양자컴퓨터에서는 일일이 <0>이거나 <1>의 어느 것이거나를 경유하지 않고 그 도중의 상태를 이용하여 계산할 수 있는 것이 메리트이다.

가령 2비트의 계산을 하는 경우 통상의 컴퓨터에서는 <0.0><0.1><1,0><1,1>로 4개ㅢ 어느 것을 향하여 도중경과를 거치면서 최 적해를 구한다. 이에 대하여 양자컴퓨터의 <0>과 <1>의 겹쳐 맞춤이라면 종래의 컴퓨터로서는 필요했던 도중의 계산프로세스를 넘겨서 1회로 답이 나오게 하는 방법도 만들 수 있다.

3비트의 계산이라면 <0.0.0>에서 시작하는 2의 3승분의 계산이 필요한 것에 양자컴퓨터라면 도중을 넘길는지 모른다. 그러므로 계산처리가 빠르다고 기대되는 셈이다. 원래 계산시간이 짧으면 거기서 소비하는 전력도 스스로 작아진다.

원래 양자컴퓨터의 연구는 에너지를 극력 쓰지 않는 계산방법을 구해서 시작한 것이다. 요컨대 아무리 즐겁게 계산하는지를 추구한 결과가 양자컴퓨터이다. 결과로서 여러 가지 새로운 측면이 밝혀졌다. 그리하여 오늘의 양자컴퓨터의 위협적인 성능이 밝혀진 것이다.

 

문===그 양자컴퓨터에도 세세히 말하면 2종류가 있는 것 같다.

 

===*큐비트 (qubit)(양자비트)

양자 정보 단위--큐비트는 양자 컴퓨터로 계산할 때의 기본 단위이다. '양자비트'라고도 한다. 일반 컴퓨터는 정보를 0과 1의 비트단위로 처리하고 저장하는 반면 양자 컴퓨터는 정보를 0과 1의 상태를 동시에 갖는 큐비트 단위로 처리하고 저장한다. 위키백과===

===*Quantum annealing

영어에서 번역됨--양자 어닐링은 양자 변동을 사용하는 프로세스에 의해 주어진 후보 솔루션 세트에 대해 주어진 목적 함수의 전역 최소값을 찾는 최적화 프로세스입니다. 양자 어닐링은 주로 검색 공간이 여러 로컬 최소값으로 분리되어 있는 문제에 사용됩니다. 위키백과(영어)===

 

양자게이트 방식(quantum bit／qubit)과 양자 어닐링방식(quantum annealing)이다. 양자 게이트 방식은 현재의 범용형 컴퓨터의 차세대판이고, 현시점에서 두절한 개발경쟁이 진행되어 실용화가 이젠가 저젠가 하고 기대되고 있다.

이에 대해서 이미 상용화가 있는 것이 양자어닐링머신이다. 이것은 조합 최적화문제라 불리는 일종의 퍼즐을 푸는 데에 특화한 머신이다. 이 원리가 되는 <양자어닐링방식>을 1997년에 제창한 것이 니시모리히데도시(西森秀稔) 도쿄(東京) 공업대학특임 교수이다. 단지 당시의 니시모리의 학회 발표는 거의 주복을 받지 못하고 끝났다 한다.*

 

일본어원문=量子コンピュータは何がすごいのか？　NASAとGoogleが世の中の空気を変えた

출처==https://news.yahoo.co.jp/articles/eb1dace704e97b2d---